時鐘配置的仿真轉

清涼茶 2013-06-12

展開全文

時鐘配置的仿真

2013-01-19 14:26:40| 分類： LPC1114學習 |字號訂閱

在ARM-MDK開發(fā)環(huán)境中，提供了很好用的時鐘配置仿真模式，為學習LPC1114的時鐘配置提供了方便，下面就來詳細討論一下它的用法。

要進行仿真，必須先把程序進行編譯，正確無誤后才能進入到仿真模式。為此，先給出主函數(shù)的內容，如下。

void SystemInit(void)

{

SysCLK_config(); //調用時鐘配置函數(shù)

}

int main(void)

{

SystemInit (); //調用系統(tǒng)初始化函數(shù)

while(1)

{

; //空循環(huán)

}

在上述程序中可以看出，主函數(shù)的寫法和普通單片機開發(fā)的沒有什么兩樣，都有一個死循環(huán)，因為這里只做時鐘配置的仿真，所以在調用時鐘配置函數(shù)后就進行一個空循環(huán)。只有三點要特別注意一下：一是這里的main函數(shù)必須是整型（int型）的；二是在程序結束的最后一行要有一個換行（即要回一下車），否則會有警告出現(xiàn)；三是在項目自動加載的啟動文件中規(guī)定，程序中必須要有一個系統(tǒng)初始化的函數(shù)（SystemInit），否則程序不能編譯鏈接。所以在上述程序中雖然只調用一個時鐘配置函數(shù)，但還是要把它放入到系統(tǒng)初始化函數(shù)中去供主函數(shù)調用。

但是，把上述函數(shù)及前面的時鐘配置函數(shù)寫到主程序后，還是編譯不過的，會報兩條錯誤，說“uint8_t”和“LPC_SYSCON”沒有定義。這是因為程序沒有包含一些特定的頭文件，在這些頭文件內才有相關變量的申明。要程序順利編譯通過，必須要把這些頭文件包含進來。但是，由于開發(fā)LPC1114所需要的頭文件很多，且有些頭文件還有彼此的依賴關系，對于不同的開發(fā)環(huán)境，定義的名稱也不一致，因此，為了減小學習的挫折感，先快速的把我們的第一個程序運行起來，下面用不包含頭文件的方式，把程序所用到的內容全部都列出來，這樣只要把下面的程序復制到開發(fā)環(huán)境中，就可以順利通過編譯了。

程序代碼如下：

#define __IO volatile

#define __O volatile

#define __I volatile const

typedef unsigned char uint8_t;

typedef unsigned short int uint16_t;

typedef unsigned int uint32_t;

typedef struct
{
__IO uint32_t SYSMEMREMAP;            /*!< Offset: 0x000 (R/W) System memory remap Register */
__IO uint32_t PRESETCTRL;             /*!< Offset: 0x004 (R/W) Peripheral reset control Register */
__IO uint32_t SYSPLLCTRL;             /*!< Offset: 0x008 (R/W) System PLL control Register */
__I uint32_t SYSPLLSTAT;             /*!< Offset: 0x00C (R/ ) System PLL status Register */
       uint32_t RESERVED0[4];

__IO uint32_t SYSOSCCTRL;             /*!< Offset: 0x020 (R/W) System oscillator control Register */
__IO uint32_t WDTOSCCTRL;             /*!< Offset: 0x024 (R/W) Watchdog oscillator control Register */
__IO uint32_t IRCCTRL;                /*!< Offset: 0x028 (R/W) IRC control Register */
       uint32_t RESERVED1[1];
__I uint32_t SYSRSTSTAT;             /*!< Offset: 0x030 (R/ ) System reset status Register */
       uint32_t RESERVED2[3];
__IO uint32_t SYSPLLCLKSEL;           /*!< Offset: 0x040 (R/W) System PLL clock source select Register */
__IO uint32_t SYSPLLCLKUEN;           /*!< Offset: 0x044 (R/W) System PLL clock source update enable Register */
       uint32_t RESERVED3[10];

__IO uint32_t MAINCLKSEL;             /*!< Offset: 0x070 (R/W) Main clock source select Register */
__IO uint32_t MAINCLKUEN;             /*!< Offset: 0x074 (R/W) Main clock source update enable Register */
__IO uint32_t SYSAHBCLKDIV;           /*!< Offset: 0x078 (R/W) System AHB clock divider Register */
       uint32_t RESERVED4[1];

__IO uint32_t SYSAHBCLKCTRL;          /*!< Offset: 0x080 (R/W) System AHB clock control Register */
       uint32_t RESERVED5[4];
__IO uint32_t SSP0CLKDIV;             /*!< Offset: 0x094 (R/W) SSP0 clock divider Register */
__IO uint32_t UARTCLKDIV;             /*!< Offset: 0x098 (R/W) UART clock divider Register */
__IO uint32_t SSP1CLKDIV;             /*!< Offset: 0x09C (R/W) SSP1 clock divider Register */
       uint32_t RESERVED6[1];
       uint32_t RESERVED7[11];

__IO uint32_t WDTCLKSEL;              /*!< Offset: 0x0D0 (R/W) WDT clock source select Register */
__IO uint32_t WDTCLKUEN;              /*!< Offset: 0x0D4 (R/W) WDT clock source update enable Register */
__IO uint32_t WDTCLKDIV;              /*!< Offset: 0x0D8 (R/W) WDT clock divider Register */
       uint32_t RESERVED9[1];

__IO uint32_t CLKOUTCLKSEL;           /*!< Offset: 0x0E0 (R/W) CLKOUT clock source select Register */
__IO uint32_t CLKOUTUEN;              /*!< Offset: 0x0E4 (R/W) CLKOUT clock source update enable Register */
__IO uint32_t CLKOUTDIV;              /*!< Offset: 0x0E8 (R/W) CLKOUT clock divider Register */
       uint32_t RESERVED10[5];

__I uint32_t PIOPORCAP0;             /*!< Offset: 0x100 (R/ ) POR captured PIO status 0 Register */
__I uint32_t PIOPORCAP1;             /*!< Offset: 0x104 (R/ ) POR captured PIO status 1 Register */
       uint32_t RESERVED11[11];
       uint32_t RESERVED12[7];
__IO uint32_t BODCTRL;                /*!< Offset: 0x150 (R/W) BOD control Register */
__IO uint32_t SYSTCKCAL;              /*!< Offset: 0x154 (R/W) System tick counter calibration Register */
       uint32_t RESERVED13[1];
       uint32_t RESERVED14[5];
       uint32_t RESERVED15[2];
       uint32_t RESERVED16[34];

__IO uint32_t STARTAPRP0;             /*!< Offset: 0x200 (R/W) Start logic edge control Register 0 */
__IO uint32_t STARTERP0;              /*!< Offset: 0x204 (R/W) Start logic signal enable Register 0 */
__O uint32_t STARTRSRP0CLR;          /*!< Offset: 0x208 ( /W) Start logic reset Register 0 */
__I uint32_t STARTSRP0;              /*!< Offset: 0x20C (R/ ) Start logic status Register 0 */
__IO uint32_t STARTAPRP1;             /*!< Offset: 0x210 (R/W) Start logic edge control Register 1   (LPC11UXX only) */
__IO uint32_t STARTERP1;              /*!< Offset: 0x214 (R/W) Start logic signal enable Register 1 (LPC11UXX only) */
__O uint32_t STARTRSRP1CLR;          /*!< Offset: 0x218 ( /W) Start logic reset Register 1          (LPC11UXX only) */
__I uint32_t STARTSRP1;              /*!< Offset: 0x21C (R/ ) Start logic status Register 1         (LPC11UXX only) */
       uint32_t RESERVED17[4];

__IO uint32_t PDSLEEPCFG;             /*!< Offset: 0x230 (R/W) Power-down states in Deep-sleep mode Register */
__IO uint32_t PDAWAKECFG;             /*!< Offset: 0x234 (R/W) Power-down states after wake-up from Deep-sleep mode Register*/
__IO uint32_t PDRUNCFG;               /*!< Offset: 0x238 (R/W) Power-down configuration Register*/
       uint32_t RESERVED18[110];
__I uint32_t DEVICE_ID;              /*!< Offset: 0x3F4 (R/ ) Device ID Register */
} LPC_SYSCON_TypeDef;

#define LPC_APB0_BASE (0x40000000UL)

#define LPC_AHB_BASE (0x50000000UL)

#define LPC_SYSCON_BASE (LPC_APB0_BASE + 0x48000)

#define LPC_SYSCON ((LPC_SYSCON_TypeDef *) LPC_SYSCON_BASE)

//************************************************************************************************

void SysCLK_config(void)

{

uint8_t i;

LPC_SYSCON->PDRUNCFG &= ~(1 << 5); //給系統(tǒng)振蕩器上電

LPC_SYSCON->SYSOSCCTRL = 0x00000000; //系統(tǒng)振蕩器未旁路，1~12MHz輸入

for (i = 0; i < 200; i++) __nop(); //延時等待振蕩器穩(wěn)定

LPC_SYSCON->SYSPLLCLKSEL = 0x00000001; //PLL輸入選擇外部晶體振蕩

LPC_SYSCON->SYSPLLCLKUEN = 0x00;

LPC_SYSCON->SYSPLLCLKUEN = 0x01; //先寫0后寫1更新時鐘源

while (!(LPC_SYSCON->SYSPLLCLKUEN & 0x01)); //等待更新完成

LPC_SYSCON->SYSPLLCTRL = 0x00000023; //M=4、P=2，倍頻后的時鐘為48MHz

LPC_SYSCON->PDRUNCFG &= ~(1 << 7); //給PLL上電

while (!(LPC_SYSCON->SYSPLLSTAT & 0x01)); //等待PLL鎖定

LPC_SYSCON->MAINCLKSEL = 0x00000003; //主時鐘選擇PLL倍頻后的時鐘

LPC_SYSCON->MAINCLKUEN = 0x00;

LPC_SYSCON->MAINCLKUEN = 0x01; //先寫0后寫1更新時鐘源

while (!(LPC_SYSCON->MAINCLKUEN & 0x01)); //等待更新完成

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKDIV = 0x00000001; //AHB為1分頻，AHB時鐘為48MHz

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<6); //使能GPIO時鐘

}

void SystemInit(void)

{

SysCLK_config();

}

int main(void)

{

SystemInit (); //調用時鐘配置函數(shù)

while(1)

{

; //空循環(huán)

}

（不要忘記最后一行有一個強制換行）

從上面可以看到，變量的申明都是以結構體的形式出現(xiàn)的，較為復雜，現(xiàn)在先不去討論它。先把上述程序編譯鏈接（點擊工具條上的“Rebuild”按鈕）無誤后，點擊工具條上的“Start/Stop Debug Session”按鈕（或按Ctrl+F5）進入到調試模式。點擊菜單Peripherals->Clocking & Power Control->Clock Generation Schematic，將會出現(xiàn)一個顯示時鐘結構的對話框，如下圖所示。

從圖中可以清楚地看出配置后各時鐘的分配情況（如果時鐘不對，可能是沒有運行程序，只要點擊工具條上的“Run”按鈕（或直接按F5）就可以了），非常直觀。大家還可對照前面的程序，自行更改相關內容，再仿真看看變化，以加深對時鐘配置的了解。要更改仿真中的外部晶振的值可點擊菜單Peripherals->Clocking & Power Control->System Oscillator Control進行更改，要更改內部RC振蕩的值可點擊菜單Peripherals->Clocking & Power Control->Internal Oscillator Control進行更改，要更改看門狗振蕩的值可點擊菜單Peripherals->Clocking & Power Control->Watchdog Oscillator Control進行更改。甚至你還可以看到在設置錯誤（如把PLL倍頻后的時鐘設置了超過50MHz）的情況下，主時鐘會自動轉到默認的12MHz內部RC振蕩中去執(zhí)行，真是非常了不起。

除了仿真以外，LPC1114還提供了一個時鐘輸出端口CLKOUT，它被復用在P0.1引腳，可以通過程序控制它來輸出內部RC振蕩時鐘、系統(tǒng)振蕩器時鐘（外部晶振）、看門狗振蕩時鐘和主時鐘。

下面就給出一個CLKOUT引腳輸出時鐘的函數(shù)，如下：

void CLKOUT_EN(uint8_t CLKOUT_DIV)

{

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<16); //使能IOCON時鐘

LPC_IOCON->PIO0_1=0XD1; //把P0.1設置為CLKOUT引腳

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL &= ~(1<<16); //禁止IOCON時鐘

LPC_SYSCON->CLKOUTDIV = CLKOUT_DIV; //輸出分頻為48/ CLKOUT_DIV

LPC_SYSCON->CLKOUTCLKSEL= 0X00000003; //CLKOUT時鐘選擇主時鐘

LPC_SYSCON->CLKOUTUEN =0X00;

LPC_SYSCON->CLKOUTUEN =0X01; //先寫0后寫1更新時鐘源

while (!(LPC_SYSCON->CLKOUTUEN & 0x01)); //等待更新完成

}

如果使用的是48MHz的主時鐘，分頻系數(shù)CLKOUT_DIV也取48，則該函數(shù)執(zhí)行完后，LPC1114的P0.1腳就會有1MHz的脈沖輸出，可通過示波器來進行觀察。

在上述程序中可以看出，要改變一個具有復用的引腳功能時，必須先打開IOCON的時鐘，否則配置不生效！而在配置完成后，要及時關閉IOCON時鐘，以降低功耗。關于IOCON的配置將會在后面討論GPIO時進行詳細討論，這里先不贅述。下面給出的是“CLKOUT時鐘源選擇寄存器（CLKOUTCLKSEL）”的位結構。

位	符號	值	描述	復位值
1∶0	SEL （CLKOUT時鐘源）	00	IRC振蕩器	0
		01	系統(tǒng)振蕩器
		10	看門狗振蕩器
		11	主時鐘
31∶2	-	-	保留	0

實驗時可根據(jù)上表來改變CLKOUTCLKSEL的值，從而觀察不同的時鐘頻率輸出。

由于在CLKOUT函數(shù)中加入了一些新的寄存器（比如IOCON、GPIO等），所以程序必須在頭文件中把相關的申明包含進來，才能正確編譯通過。這里同前面一樣，為了方便，使用不包含頭文件的形式來書寫程序，下面給出其全部內容。